Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

 
 
 
 
 
 
 
 

Forschungsthemen für Studenten

Hier finden Sie eine Übersicht über zu vergebene Themen für Studien-, Bachelor- und Masterarbeiten. Darüber hinaus ist es möglich, mit den jeweiligen Betreuern individuell weitere Themen oder Modifikationen zu besprechen.

Betreuer Spezialgebiete
Mathias Magdowksi Simulation; Einkopplung in Leitungen; statistische EMV
Anke Fröbel Modellierung; EMV in der Energieversorgung, Power Quality
Enrico Pannicke Simulation; EMV in der Medizintechnik
Matthias Hirte Leitungstheorie; EMV in der Kommunikationstechnik
Abkürzung Bedeutung
FP-BA Forschungsprojekt Bachelor
BA Bachelorarbeit
FP-MA Forschungsprojekt Master
MA Masterarbeit
PQ Power Quality
MVK Modenverwirbelungskammer
EMV Elektromagnetische Verträglichkeit
LS Literaturstudie
MS Modellierung/ Simulation

FP-BA/BA Einfluss von Netzfiltern auf die Schleifenimpedanzmessung und Isolationsüberwachung (EMV,PQ)

Hintergrund und Problemstellung:  In Niederspannungsanlagen kann es durch die Verwendung verschiedener Betriebsmittel zu leitungsgebundenen Störungen kommen. Diese können Netzanschlussparameter so beeinflussen, dass ein Betrieb nach Norm nicht mehr zulässig ist. Andererseits können sie in sensiblen Bereichen einen Einfluss auf Betriebsmittel und Messungen wie der Störemmissionsmessung haben. Zur Vermeidung solcher Störeinflüsse kommen Netzfilter zum Einsatz, in der Lage sind Störungen durch Anordnung verschiedener Induktivitäten und Kapazitäten zu negieren. Jedoch können diese Filter auch einen Einfluss auf verschiedene genormte Mess- und Prüfmethoden haben. Beispielsweise können Schleifenimpedanzmessungen in TN-Netzen und Isolationsüberwachungen in IT-Netzen fehlerbehaftet sein, so dass Prüfsiegel nicht vergeben werden können oder gar die Gefahr von Personenschäden besteht.
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FP-BA/FP-MA/BA Entwicklung und Aufbau einer EMV-Demo-Box (EMV)

Hintergrund und Problemstellung: Viele Störphänomene der elektromagnetischen Verträglichkeit wie galvanische, kapazitive oder induktive Kopplung sowie entsprechende Gegenmaßnahmen wie Massung, Filterung oder Schirmung können viel einfacher verstanden werden, wenn sie praktisch demonstriert werden. Deshalb erfreuen sich EMV-Demonstrations-Einheiten oder "Demo-Boxen" seit mehreren Jahrzehnten größerer Beliebtheit.
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FP-BA/FP-MA/BA Aufbau einer geschirmten Kamera für den Einsatz in der Absorberhalle und Modenverwirbelungskammer

Hintergrund und Problemstellung: Zur Prüflingsüberwachung bei gestrahlten Störfestigkeitstest im Rahmen von EMV-Untersuchungen in einer Absorberhalle oder Modenverwirbelungskammer werden Kameras benötigt. Diese müssen in der Lage sein, den Prüfling mit ausreichender Bildqualität zu filmen, und dürfen gleichzeitig nicht durch die hohe Feldstärke des elektromagnetischen Feldes gestört werden. Die Bilddaten müssen sich außerdem in nahezu Echtzeit in die Messkabine übertragen lassen, wozu häufig Lichtwellenleiterkabel (LWL) eingesetzt werden, da diese einerseits das Feld nicht verzerren und andererseits auch nicht vom Feld beeinflusst werden.
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MA Neugestaltung eines Modenrührers für die große Magdeburger Modenverwirbelungskammer (MVK)

Hintergrund und Problemstellung: Eine Modenverwirbelungskammer (MVK) ist eine alternative Messumgebung für Verträglichkeitsuntersuchungen mit gestrahlten elektromagnetischen Feldern. Man kann dort sowohl die Störfestigkeit als auch -emission messen. Vorteilhaft sind die sehr hohen erreichbaren Feldstärken bei gleichzeitig geringen Verstärkerleistungen. Außerdem sind die Tests sehr robust, weil das Feld im Mittel als homogen (ortsunabhängig) und isotrop (richtungsunabhängig) aufgefasst werden kann. Zur Erzeugung dieser Feldbedingungen ist eine Verwirbelung der als Moden bezeichneten stehenden Wellen notwendig, die typischerweise mit einem drehbaren Modenrührer erreicht wird.
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FP-MA Messung eingekoppelten Leistung in einen Prüfling in einer Modenverwirbelungskammer (MVK)

Hintergrund und Problemstellung: Modenverwirbelungskammern werden häufig benutzt, um Störfestigkeitstests mit hohen Feldstärken durchzuführen. Die Kammer wirkt dabei als Resonator, in dem möglichst wenig Verluste auftreten sollen. Im eingeschwungenen Zustand entspricht die Eingangsleistung genau der Verlustleistung. Aus dem Unterschied zwischen der Messung der Verluste in der leeren Kammer und der mit einem Prüfling beladenen Kammer lässt sich somit prinzipiell die eingekoppelte Leistung in den Prüfling bestimmen.
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FP-MA Messung der Streuparameter zwischen zwei Helixantennen in einer Modenverwirbelungskammer (MVK)

Hintergrund und Problemstellung: Für das Feld in Modenverwirbelungskammern ist eine statistische Beschreibung notwendig. Diese umfasst die Verteilung der Feldgrößen an einem Raumpunkt sowie die räumliche Korrelation zwischen benachbarten Raumpunkten. Typischerweise wird dabei von Zirkularität ausgegangen, was bedeutet, dass der Real- und Imaginärteil der komplexen Zeiger der Feldkomponenten statistisch unabhängig voneinander sind und die gleiche statistische Verteilung aufweisen. Daraus folgt, dass das Feld statistisch homogen, isotrop, unpolarisiert und inkohärent ist. Auf Basis dieser Annahmen lassen sich dann z.B. auch die Maximalwerte der Feldkomponenten und damit die Fehlerwahrscheinlichkeit für einen Prüfling bestimmen.
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MA Simulation der Einkopplung ebener Wellen in ein Leitungsnetzwerk mit nichtlinearen Lasten (EMV,MS)

Hintergrund und Problemstellung: Kabel gehören zu den wichtigsten Koppelpfaden von äußeren elektromagnetischen Feldern in daran angeschlossene Apparate. Im der Praxis treten dabei häufig nicht nur einzelne Kabel, sondern ganze Kabelbäume auf, die als ein Leitungsnetzwerk aufgefasst werden können. Das externe Feld kann oft als ebene Welle angenähert werden, zumindest unter Fernfeldbedingungen.
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BA/MA Vergleich des Random Coupling Model mit der Plane Wave Integral Representation (EMV,MS)

Hintergrund und Problemstellung: Für das Feld in elektrisch großen Resonatoren mit komplexer Geometrie (z.B. Autokarosserien, Flugzeugrümpfe, ...) ist prinzipiell eine deterministische Beschreibung möglich: Allerdings ist diese von geringem Wert, das nur sehr geringe Änderungen in der Frequenz, der Raumposition oder den elektromagnetischen Randbedingungen zu komplett anderen Feldbedingungen führen können. Deshalb wird häufig eine statistische Feldbeschreibung benutzt, die sich auch experimentell in elektromagnetischen Modenverwirbelungskammern nachbilden lässt. Befindet sich ein Prüfling in einem solchen statistischen Feld, muss auch die Einkopplung statistisch beschrieben werden. Für die Abschätzung und Berechnung dieser Einkopplung existieren verschiedene Methoden, darunter das sogenannte Random Coupling Model und die Plane Wave Integral Representation.
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FP/BA/MA Messung der Einkopplung statistischer Felder in Leitungen für den Controller-Area-Network-Bus (EMV/MVK)

Hintergrund und Problemstellung: Der Controller-Area-Network-Bus ist ein übliches Bussystem zur Vernetzung von Steuergeräten in Kraftfahrzeugen. Für die physikalische Schnittstelle der Datenübertragung werden ungeschirmte und verdrillte Leitungen genutzt, die gegenüber unverdrillten Leitungen eine höhere Störfestigkeit gegenüber externen elektromagnetischen Feldern aufweisen.
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FP-MA Optimierung der Validierungsprozedur für eine Modenverwirbelungskammer (EMV/MVK)

Hintergrund und Problem: Modenverwirbelungskammern sind alternative Umgebungen für gestrahlte Test der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die normenkonforme Validierung und die Messverfahren sind in einem internationalen Standard, der IEC (International Electrotechnical Commission) 61000-4-21, beschrieben. Dieser Standard ist auch in einen entsprechenden DIN- (Deutsches Institut für Normung) und VDE-Standard (Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik) übersetzt worden. Die normenkonforme Validierung ist allerdings ein aufwendiges und langwieriges Verfahren. Außerdem ist es ein iteratives Verfahren, bei dem eine vorher gewählte niedrigste nutzbare Frequenz (engl. lowest usable frequency, LUF) nur bestätigt oder abgelehnt wird.
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FP/BA/MA Simulation der Einkopplung von statistischen Feldern in Leitungsstrukturen mit CONCEPT-II (EMV/MS)

Hintergrund und Problem: Kabel und Verbindungsleitungen stellen einen wichtigen Einkoppelpfad für elektromagnetische Störungen in Geräte und Systeme dar. Oft ist die genaue Einfallsrichtung der Störung unbekannt oder das anregende Feld kann als eine Überlagerung vieler ebener Wellen mit beliebigen Einfallsrichtungen, Polarisationen und Phasenlagen aufgefasst werden. Solche Bedingungen werden als statistische Felder bezeichnet.
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FP/BA/MA Simulation der Abstrahlung eines netzgeführten Stromrichters (EMV/MS)

Hintergrund und Problem: Um regenerative Erzeuger wie Photovoltaikmodule oder Brennstoffzellen, die in erster Näherung eine Gleichspannung und einen Gleichstrom erzeugen, mit dem Wechselspannungsnetz zu verbinden, werden üblicherweise netzgeführte Stromrichter (engl. grid connected power converters, GCPC) eingesetzt. Eine wichtige Problemstellung aus Sicht der elektromagnetischen Verträglichkeit sind Störungen, die durch den Stromrichter verursacht werden. Diese könnten in leitungsgeführte Störungen auf der Netzseite und in Störungen auf der Gleichspannungsseite unterteilt werden.
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FP-MA Parallelisierung eines Feldsimulators für Modenverwirbelungskammern (EMV/MVK)

Hintergrund und Problem: Zur numerischen Simulation des Feldes in einer Modenverwirbelungskammer wurde am Lehrstuhl fürelektromagnetische Verträglichkeit ein Verfahren entwickelt, das auf einer Überlagerung von ebenen Wellen basiert. Dabei wird eine Monte-Carlo-Methode benutzt, um die Einfallsrichtungen, Polarisationen und Phasenlagen der Wellen stochastisch zu bestimmen. Das Verfahren wurde als MATLAB-Programm implementiert, für das auch eine grafische Benutzeroberfläche verfügbar ist.
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FP/BA/MA Einfluss der Kabelverlegung auf die Störemission in der GTEM-Zelle (EMV)

Hintergrund und Problem: Die GTEM-Zelle stellt für Untersuchungen der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) ein wichtiges Werkzeug dar. Sie besteht aus einem sich pyramidenförmig aufweitenden Außenleiter rechteckigen Querschnitts, in dem ein asymmetrisch in der Höhe angeordneter, sich ebenfalls aufweitender, plattenförmiger Innenleiter (Septum) aufgehängt ist. Am Ende der metallisch abgeschlossenen Zelle ist auf einer Kugelkalotte eine Wand aus pyramidenförmigen Absorbern angeordnet. Die Normmessung in der Absorberhalle ist relativ zeitaufwendig. Im Gegensatz dazu ist die Durchführung von Emissionsmessungen in der GTEM-Zelle mit weniger Aufwand verbunden. Die Norm EN 61000-4-20 beschreibt einen Emissionstest in einem TEM-Wellenleiter - wie z.B. eine GTEM Zelle - basierend auf der Messung der induzierten Spannung am Zellenport. Da die GTEM-Zelle ein geschlossener Wellenleiter ist, wird die Kabelverlegung für die Testobjekte in der GTEM-Zelle diskutiert und untersucht, um den Einfluss auf die Störemission zu minimieren.
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FP-MA Messung der Einkopplung von statistischen elektromagnetischen Feldern in eine verdrillte Leitung (EMV, MVK)

Hintergrund und Problem: Das Verdrillen von Adernpaaren in symmetrisch betriebenen Leitungen gilt neben der Schirmung als eine Standardmaßnahme zur Reduzierung der Einkopplung von externen Feldern. Da sich durch das Verdrillen der Adern mögliche Beeinflussungen durch äußere Felder zum größten Teil gegeneinander aufheben, erhöht sich die Festigkeit gegen gestrahlte elektromagnetische Störquellen und magnetische Wechselfelder. Deshalb finden sogenannte Twisted-Pair-Kabel in der Telekommunikations-, Nachrichtenübertragungs- und Computertechnik eine breite Anwendung.
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MA Prognosemodell zur Berechnung von Harmonischen (PQ,MS)

Hintergrund und Problem: Im Verteilnetz nimmt der Anteil nichtlinearer Betriebsmittel, die die Energiequalität erheblich beeinträchtigen und in kritischen Fällen unerwünschte Betriebszustände des Netzes hervorrufen, stetig zu. Für die Entwicklung geeigneter Gegenmaßnahmen ist es notwendig, die Phänomene der Generierung und Ausbreitung von Harmonischen mittels Simulationen zu untersuchen.
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FP-BA/FP-MA Power Quality von LED-Lampen (PQ)

Hintergrund und Problem: Nach dem Verbot der konventionellen Glühlampen werden vermehrt auch LED-Lampen zur Beleuchtung eingesetzt. Der Betrieb von LEDs an Netzspannung erfordert Gleichrichter, die wiederum die Ursache für unerwünschte Oberschwingungen im Netz sind.
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FP-BA/FP-MA Power Quality und Elektromagnetische Verträglichkeit in Smart Grids (LS, PQ)

Hintergrund und Problem: Elektromagnetische Verträglichkeit beschreibt die Fähigkeit eines Betriebsmittels, in seiner elektromagnetischen Umgebung zufrieden stellend zu arbeiten, ohne selbst Störungen für andere Betriebsmittel zu verursachen. Im Energieversorgungsnetz müssen die Qualität der Spannung, die Qualität des Stromes und somit auch die Qualität der Leistung (Power) den minimalen Anforderungen der elektrischen und elektronischen Betriebsmittel gerecht werden. Die künftige Integration von Smart Grid Technologien im Energieversorgungsnetz wird neue Herausforderungen hinsichtlich der Verträglichkeit zwischen diesen Technologien, externen Einflüssen (z. B. Blitzeinschläge) und elektrischen/ elektronischen Endverbrauchern sowohl im Niederfrequenz- als auch im Hochfrequenzbereich mit sich bringen.
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BA/FP-MA Überarbeitung und Erweiterung des Praktikumsversuches „Filter“ (EMV)

Hintergrund und Problem: Elektromagnetische Verträglichkeit ist „die Fähigkeit eines Apparates, einer Anlage oder eines Systems, in der elektromagnetischen Umwelt zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für alle in dieser Umwelt vorhandenen Apparate, Anlagen oder Systeme unannehmbar wären“ (Richtlinie 2004/108/EG). Filterung ist eine Maßnahme zur Sicherstellung der EMV einer Komponente, eines Gerätes oder einer Anlage und wird daher im Rahmen der Lehrveranstaltungsreihe EMV detailliert betrachtet.
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FP-MA Aufbereitung und Aktualisierung der EMV-Vorlesung (EMV)

Hintergrund und Problem: Elektromagnetische Verträglichkeit ist „die Fähigkeit eines Apparates, einer Anlage oder eines Systems, in der elektromagnetischen Umwelt zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für alle in dieser Umwelt vorhandenen Apparate, Anlagen oder Systeme unannehmbar wären“ (Richtlinie 2004/108/EG). Im Rahmen der EMV-Vorlesung werden Methoden zur Analyse einfacher Beeinflussungsprobleme und der entsprechenden Modellbildung vermittelt sowie die Fähigkeit zur Auslegung von Gegenmaßnahmen entwickelt.
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BA Vergleich von Verfahren zur Bestimmung der Fehlerentfernung in Energieversorgungskabeln (LS, MS)

Hintergrund und Problem: Zur Bestimmung der Fehlerentfernung in Energieversorgungskabeln sind zwei Verfahren bekannt, welche jeweils den Zeit- (TDR) und Frequenzbereich verwenden (Stoßverfahren). Beide Verfahren weisen spezifische Vor- und Nachteile auf und benötigen unterschiedliche Vorkenntisse über das untersuchte System. Eine systematische Kombination beider Verfahren verspricht eine Erhöhung der Genauigkeit, sowie eine breitere Anwendungsmöglichkeit.
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MA Aufbau und Optimierung eines Teststandes für Power Quality Messungen (PQ)

Hintergrund und Problem: Im Verteilnetz nimmt der Anteil nichtlinearer Betriebsmittel, die die Energiequalität erheblich beeinträchtigen und in kritischen Fällen unerwünschte Betriebszustände des Netzes hervorrufen, stetig zu. Mittels Messungen kann der Einfluss solcher Betriebsmittel erfasst und bewertet werden. Ein rechnergestütztes Messsystem ermöglicht nicht nur die korrekte Erfassung, Digitalisierung und Speicherung der Messwerte, sondern auch eine anschließende automatisierte Auswertung sowie Darstellung und Dokumentation der Messergebnisse.
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BA/FP-MA Optimierung eines automatisierten Teststandes für Oberschwingungsanalysen (PQ)

Hintergrund und Problem: Im Verteilnetz nimmt der Anteil nichtlinearer Betriebsmittel, die die Energiequalität erheblich beeinträchtigen und in kritischen Fällen unerwünschte Betriebszustände des Netzes hervorrufen, stetig zu. Mittels Messungen kann der Einfluss solcher Betriebsmittel erfasst und bewertet werden. Ein rechnergestütztes Messsystem ermöglicht nicht nur die korrekte Erfassung, Digitalisierung und Speicherung der Messwerte, sondern auch eine anschließende automatisierte Auswertung sowie Darstellung und Dokumentation der Messergebnisse.
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BA/FP-MA Untersuchung der Optimierungsmöglichkeiten eines RFID-Tunnels (MVK)

RFID-Tunnel werden auf Transportwegen sowie in der Lagerhaltung zur kontaktlosen Überwachung von Gütern und Paketen eingesetzt. Die Abkürzung RFID steht für „radio-frequency identification“, also für eine Identifizierung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen. Jedes Transportgut wird dabei mit einem RFID-Transponder gekennzeichnet. Mittels moderner Herstellungsverfahren lassen sich solche Transponder als gedruckte Schaltungen sehr kostengünstig herstellen und könnten in vielen Anwendungen die bisher verwendeten Barcodes ersetzen. Die Transponder enthalten typischerweise keinen eigenen Energiespeicher, sondern werden beim Lesevorgang selbst durch das elektromagnetische Feld mit Energie versorgt.
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Letzte Änderung: 20.07.2016 - Ansprechpartner: Webmaster
 
 
 
 
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